JPS62142846A - エンジンのスロツトル弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのスロットル弁制御装置に関するも
のである。

（従来技術） 最近では、エンジンのスロットル弁のアクチュエータに
ステッピングモータを採用し、このステッピングモータ
をアクセル手段の操作量（アクセルペダルの操作角）に
対応したパルス信号によって電気的に駆動し、エンジン
の吸入空気量をコントロールするようにしたエンジンの
スロットル弁制御装置が使用されるようになっている。

このようなエンジンのスロットル弁制御装置は、一般に
当該ステッピングモータをリターンスプリングで常時全
開方向に付勢して置き、アクセルペダル操作時にはその
操作角に対応した駆動信号で上記ステッピングモータを
駆動することにより上記リターンスプリングの付勢力に
抗して所定開度スロットル弁を開放するようになってお
り、上記ステッピングモータに対する電源がＯＦＦにな
ると上記スロットル弁は上記リターンスプリングの作用
により全開位置に復帰する。

そして、上記アクセルペダルの操作角に対応した上記ス
ロットル弁の駆動は、具体的にはマイクロプロセッサよ
りなるエンジンコントロールユニットを使用して次のよ
うに行なわれる。すなわち、先ず上記アクセルペダルの
移動虫（操作角）をポテンショメータによって形成され
たアクセルセンサによって検出し、該検出値をＡ／Ｄ変
換した後に上記エンジンコントロールユニットのスロッ
トル弁制御部に人力する。そして、エンジンコントロー
ルユニットは、上記アクセルセンサの検出値に基づき上
記アクセルペダルのフット方向又はリリース方向を判断
するとともに該検出値に対応してスロットル弁を開閉す
るための上記ステッピングモータのステップ角を演算し
、当該ステップ角に応じた駆動パルス信号を出力して゛
上記”ステッピングモータを駆動する。これにより上記
スロットル弁が正確に上記アクセルペダルの操作ｆ（３
に対応した開度に制御される（例えば、特開昭５６−１
４８３４号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上３このようにステッピングモータ（こよる
スロットル弁の駆動制御が正確に行なわれるのは、あく
までも上記エンジンコントロールユニットのスロットル
弁制御部か正常に動作し上記ステップ角の演算値が正し
い場合のみであり、もし上記エンジンコントロールユニ
ットのスロットル弁制御部が何等かの理由で機能ダウン
したり、あるいは暴走状態を呈したりずろと正確なスロ
ットル弁の開度制御を行なうことができなくなり、安定
した走行性能を維持し得なくなる問題がある。

このような場合の対策として、一般的には上記エンジン
コントロールユニットによるスロットル弁の制御系を二
重系としてバックアップさせることが考えられるが、そ
のような構成にすると著しいコストアップを招くので好
ましくない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、エンジンのスロットル弁を、アクセル手段
の操作量に応じた信号を出力する制御部と、この制御部
の出力に応じて所定の特性で電気的に駆動されるステッ
ピングモータで制御するエンジンのスロットル弁制御装
置おいて、上記アクセル手段の操作量を検出するアクセ
ルセンサと、上記スロットル弁のスロットル開度を検出
するスロットルセンサと、上記スロットルセンサの検出
値を上記アクセルセンサの検出値を基準として比較し正
または負の偏差出力を発生ずる比較器と、この比較器の
上記圧または負の偏差出力に応じて上記制御部の出力で
ある駆動パルス信号とは別・）駆動パルス信号を発生す
る駆動パルス発生器と、上記制御部の異常を検出し、”
＝　−＝　、こ二！二四・１１部からの駆動パルス信号
に代えて上１氾駆動パルス発生器の駆動パルス信号を上
記ステッピングモータに供給する駆動パルス供給回路と
を設けてなる乙のである。

（作　用） 上記の手段によると、アクセルセンサの検出値とスロッ
トルセンサの検出値とを比較器で比較し、制御部の顕常
時には、該制御部からの駆動パルス信号とは別の駆動パ
ルス信号を発生ずる駆動パルス発生器からの駆動パルス
信号によってスロットル弁が正しくアクセル手段の操作
１に対応したスロットル開度になるようにステッピング
モータを駆動する。そのため仮に上記制御部が故障また
は不調となってもアクセル手段の操作機運りの正確なス
ロットル弁制御を可能とすることができる。

その結果、走行性能ら安定ずろ。

（実施例） 第１図および第２図は、本発明の第１実施例に係るエン
ジンのスロットル弁制御装置を示している。

先ず、最初に第１図を参［！貧して」二足実施例のスロ
ットル弁制御システムの概略を説明し、その後要部の制
御の説明に入る。

第１図において、符号ｌはエンジン本体であり、先ず吸
入空気はエアクリーナ２を介して外部より吸入され、そ
の後スロットル弁７を介装した吸気通路３を経てシリン
ダ内に供給され、また燃料は後述のエンジンコントロー
ルユニット８から出力される燃料噴射量制御信号によっ
て制御されるフューエルインジェクタ１５により噴射さ
れるようになっている。そして、上記シリンダへの吸入
空気は上記スロットル弁７によって制御され、その量は
エアフローメータ１６によって検出される。上記スロッ
トル弁７は、その回動軸７ａの一端を吸気通路３外部の
ステッピングモータ６のロータ軸に、また他端をスロッ
トルセンサ５の人力軸にそれぞれ直結されている。そし
て、上記スロットルセンサ５側に突出した上記スロット
ル弁回動軸７ａの一部にリターンスプリング１７が一端
側を固定して巻かれており、このリターンスプリング１
７により上記スロットル弁７は常時全開復帰方向の付勢
力を受けている。

また、上記ステッピングモータ６は、例えば４…モータ
の２相励磁方式のもので構成されており、電源ＯＮ状態
において後述するエンジンコントロールユニット８から
アクセルペダル１０の操作角（特許請求の範囲中のアク
セル手段の操作量に該当する）に対応して供給される駆
動パルス信号または第２図のパルス発生器２２から供給
される駆動パルス信号によって回転し、上記リターンス
プリング１７の付勢力に抗して上記スロットル弁７を上
記アクセルペダル１０の操作角に対応する開度だけ開放
する。一方、上記スロットルセンサ５のスロットル開度
検出信号（スロットル開度）並びにそのアイドル接点１
９の出力信号は、エンジンコントロールユニット８に入
力される。

他方、符号１３は、アクセルセンサであり、このアクセ
ルセンサ１３は上記アクセルペダルｌＯの操作角を検出
して操作角検出信号を発生する操作角検出部１２とアク
セルアイドル接点１１とを備えて構成されており、それ
らの各出力はエンジンコントロールユニット８にそれぞ
れ入力されるようになっている。

さらに、エンジンコントロールユニット８は、例えば第
２図に示すようにＣＰＵ２０を中心とし、フェイルセー
フ回路２１．故障判定回路２６、モータ駆動回路２５を
備えて構成されている。そして、このエンジンコントロ
ールユニット８の上記ＣＰＵ２０には、上述した各人力
信号の他にさらに通常の制御に必要なエンジン回転数検
出信号、冷却水温検出信号、負荷信号等の車両運転条件
に対応した各種入力信号９がインプットされる。

次に、上記制御システムによる制御動作を第２図の機能
ブロック図を参照して具体的に説明する。

第２図において、符号２１で示す上記フェイルセーフ回
路は、上記アクセルセンサ１３のアクセル操作角検出信
号と上記スロットルセンサ５のスロットル開度検出信号
とを比較する比較器２３と、ＣＰＵ２０のスロットル弁
制御部の異常時においてＣＰＵ２０からのステッピング
モータ駆動パルス信号の供給に代えて別の駆動パルス信
号を供給するパルス発生器２２とから構成されている。

比較器２３は、上記アクセルセンサ１３の操作角検出信
号とスロットルセンサ５のスロットル開度検出信号とが
不一致になると、所定の偏差出力（アクセルセンサ１３
の出力を基準としたＨまたはＬ出力）を発生して該出力
をＣＰＵ２０に入力し、故障判定回路２６を作動させて
切替回路２４の各切替接点Ｓ３．ＳｔをＣＰＵ２０側か
ら比較器２３側に切り替える。これによりモータ駆動回
路２５は、上記フェイルセーフ回路２１側に接続され、
上記フェイルセーフ回路２１の上記比較器２３のＨ、Ｌ
出力と上記パルス発生器２２からの駆動パルス信号とに
よってステッピングモータ６を所定方向に所定ステップ
角駆動する。すなわち、」二足比較器２３の出力が■（
の場合には、上記ステッピングモータ６を正方向（スロ
ットル弁開方向）に、他方りの場合には負方向（スロッ
トル弁閉方向）に当該比較器２３の出力が零、つまりア
クセル操作角とスロットル弁開度とが一致するようにな
るまで駆動する。従って、−Ｆ記フェイルセーフ回路２
１によりＣＰＵ２０のスロットル弁制御部が冗常となっ
ているにム拘わらず正割なスＩ：１ットル弁１１：す御
が行なえるようになる。

次に、第３図は、本発明の第２実施例に係るエンジンの
スロットル弁制御装置を示すもので、上記第１の実施例
と同様のフェイルセーフ機能を論理回路によって実現し
たものである。

先ず符号１３は、上述と同様のポテンショメータＶＲ，
よりなるアクセルセンサ、１１はそのアクセルアイドル
接点、また符号５も上述のものと同様のポテンショメー
タＶＲ２よりなるスロットルセンサ、１９は、そのスロ
ットルアイドル接点をそれぞれ示し、上記アクセルセン
サ１３、スロットルセンサ１５の各出力は上述の場合と
同じく比較器３０に入力され、それらの間の偏差値がｆ
］またはＬ出力として検出される。この検出出力は、次
にＡＮＤ回路３１に入力されアクセルアイドル接点１１
がＯＦＦであることを条件として次段のＡＮＤ回路３２
．３３にＨ出力を供給する。ＡＮＤ回路３２は、上記Ａ
ＮＤ回路３１のＨ出力と上記第１実施例と同様のパルス
発生器２２のパルス出力との論理積によりＡＮＤ回路３
Ｉの出力がＨ信号をステッピングモータ６のスロットル
弁閉方向パルス信号として出力する。

また、ＡＮＤ回路３３は、上記Ａ　Ｎ　Ｄ回路３１の［
−ｒ出力をインバートして入力し、当該Ａ　Ｎ　ｌ）回
路３Ｉの出力かＬｌすなわち上記比較器３０の出力がし
てある場合に上記パルス発生器２２がらの駆動パルス信
号をさらにＡＮＤ回路３４の一方の入力端子に人力する
。一方、上記ＡＮＤ回路３４の他方の入力端子にはスロ
ットルアイドル接点１９がＯＦＦであることを条件とし
て■４人人力供給されるようになっており、両入力のＨ
論理積によりステッピングモータ６に対してスロットル
弁閉方向のパルス信号を供給する。このように構成して
も一ヒ記第１実施例の場合と全く同様に比較器３０の出
力を基準としたスロットル弁制御のフェイルセーフ機能
を実現することができる。

特に、上記第２実施例では、ＡＮＤ回路３１゜３４に上
記各アイドル接点１１．１９のＯＮ、ＯＦＦ条件を入力
要素として論理回路か組まれており、アクセルアイドル
接点２がＯＮの時にはスロットルアイドル接点１９がＯ
ＮになるまでＡＮＤ回路３４は閉方向パルスを出力し続
けることになる。

従って、この第２実施例の場合には、例えば上記アクセ
ルセンサ１３の感度のバラツキ等に起因してアクセルが
完全なリリース時であるにも拘わらずアクセルセンサ１
３の出力がそれに完全に対応して低下せず、そのｆこめ
にスロットル弁７が所定潰開状態になってアイドル領域
への復帰が不可能となるような場合に特に育効となる。

また、第４図は上記のようなアイドル復帰不可能時に、
１２ＡＮＤ回路３１．３・１に代えてアクセルアイドル
接点１１のＯＮを条件としてシャットオフ制御リレー４
３を作動させて上記ステッピングモータ６に対する電源
を強制的に切ることにより、上記リターンスプリング１
７の作用でスロットル弁７を仝閉復帰させるようにした
本発明の第３実施例である。

さらに、第５図は上述のような本来のスロットル弁制御
系の毘常時において、上記第１実施例における比較器２
３へのアクセルセンサ！３からの人力信号を例えば対数
アンプ等の電圧増幅器（抵抗回路による利得可変回路で
もよい）５１を使用して第６図の信号特性のように特性
変換した上で入力することにより、第７図に示すように
アクセル操作に対ずろスロットル側の応答性を意図的に
一定でないようにして運転フィーリングを異様になし、
−運転者に対し当該スロットル弁制御系の與常を認識せ
しめるようにした本発明の第４実施例である。

（発明の効果） 本発明は、以上に１説明したように、エンノンのスロッ
トル弁を、アクセル手段の操作（旧こ応した信号を出力
する制御部と、この制御部の出力に応じて所定の特性で
電気的に駆動されろステッピングモータで制御するエン
ジンのスロットル２Ｆ　１ｉｌｌ　ＩＩ＋装、置おいて
、上記アクセル手段の操作量を検出するアクセルセンサ
と、上記スロットル弁のスロットル開度を検出するスロ
ットルセンサと、上記スロットルセンサの検出値を上記
アクセルセンサの検出値を基準として比較し正または負
の偏差出力を発生する比較器と、この比較器の上記圧ま
たは負の偏差出力に応じて上記制御部の出力である駆動
パルス信号とは別の駆動パルス信号を発生する駆動パル
ス発生器と、上記制御部の異常を検出した時に上記制御
部からの駆動パルス信号に代えて上記駆動パルス発生器
の駆動パルス信号を上記ステッピングモータに供給する
駆動パルス供給回路とを設けてなるものである。

従って、本発明によると、アクセルセンサの検出値とス
ロットルセンサの検出値とを比較器で比較し、制御部の
異常時には、該制御部からの駆動パルス信号とは別の駆
動パルス信号を発生ずる駆動パルス発生器からの駆動パ
ルス信号によってスロットル弁が正しくアクセル手段の
操作量に対応したスロットル開度になるようにステッピ
ングモータを駆動する。そのため仮に上記制御部が故障
または不調となってもアクセル手段の操作量通りの正確
なスロットル弁制御を可能とすることができる。その結
果、走行性能ら安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係るエンジンのスロッ
トル弁制御装置の制御システム図、第２図は、同装置の
エンジンコントロールユニット部の機能ブロック図、第
３図〜第５図は、それぞれ本発明の第２〜第４実施例に
係るエンジンのスロットル弁制御装置の電気回路図、第
６図は、上記本発明の第４実施例における比較器へ入力
されるアクセルセンザ出力の信号特性図、第７図は、同
第４実施例におけるスロットルセンサ出力の信号特性図
である。 ■　　・・・・・エンジン本体 ５　　・・・・・スロットルセッサ ６　　・・・・・ステッピングモータ ７　　・・・・・スロットル弁 ８　　・・・・・エンノンコン！・ロールユニットＩＯ
・・・・アクセルペダル １３　・・・・アクセルセンサ ２０　・・・・ＣＰＵ ２１　・・・・フェイルセーフ回路 ２２　・・・・パルス発生２； ２３　・・・・比較器 ２・１　・・・・切替回路 ２５　・・・・モータ駆動回路 ２６　・・・・故障判定回路 ３０　・・・・比較器 ３１　・・・・ＡＮＤ回路 ・１０　・・・・比較器 ４３　・・・・シャットオフリレー ５０　・・・・比較器 ５１　・・・・電圧増幅器 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　エンジンのスロットル弁を、アクセル手段の操作
   量に応じた信号を出力する制御部と、この制御部の出力
   に応じて所定の特性で電気的に駆動されるステッピング
   モータで制御するエンジンのスロットル弁制御装置おい
   て、上記アクセル手段の操作量を検出するアクセルセン
   サと、上記スロットル弁のスロットル開度を検出するス
   ロットルセンサと、上記スロットルセンサの検出値を上
   記アクセルセンサの検出値を基準として比較し正または
   負の偏差出力を発生する比較器と、この比較器の上記正
   または負の偏差出力に応じて上記制御部の出力である駆
   動パルス信号とは別の駆動パルス信号を発生する駆動パ
   ルス発生器と、上記制御部の異常を検出した時に上記制
   御部からの駆動パルス信号に代えて上記駆動パルス発生
   器の駆動パルス信号を上記ステッピングモータに供給す
   る駆動パルス供給回路とを設けてなるエンジンのスロッ
   トル弁制御装置。